隧道土建工程施工圖設計說明.doc

福安市溪北洋隧道工程施工圖設計隧道土建及通風工程設計說明目 錄3第一章 概 述1一、設計依據(jù)1二、設計范圍及設計內容1三、采用的主要規(guī)范、標準1四、設計技術標準1五、工程建設規(guī)模2第二章 工程建設條件2一、自然地理條件2二、地形地貌2三、工程地質條件2四、水文地質條件5第三章 主要工程材料5一、初期支護及超前支護5二、二次襯砌6三、溝槽身及蓋板6四、路面結構6五、洞門工程6六、幾種特殊材料技術性能要求6第四章 隧道總體布置7一、平面設計7二、縱斷面設計8第五章 隧道主體工程設計8一、隧道建筑限界及內輪廓8二、結構設計8三、隧道洞門設計10四、隧道路面設計11五、隧道防排水設計11六、隧道內裝飾及防火設計12七、隧道內橫洞及緊急停車帶設計12八、隧道抗震設計13九、隧道監(jiān)控量測13十、地質超前預報14第六章 隧道施工方案及注意事項15一、施工組織15二、施工方法15三、特殊地段施工處理措施15四、施工注意事項16第七章 隧道運營通風17一、通風方式17二、通風計算參數(shù)17三、計算工況18四、風機選型及風機布置18五、隧道火災控制18第八章 隧道工程環(huán)境保護18一、環(huán)境保護重點18二、環(huán)境影響因素及環(huán)境保護措施19第九章 交通工程預留預埋20第一章 概 述一、 設計依據(jù)1、 福安市城市建設項目管理有限公司與我院簽定的設計合同；2、 福安市城市建設管理領導小組“關于研究溪北洋隧道建設方案”的會議紀要(2009年3月15日)。3、 我院設計的福安市溪北洋隧道工程初步設計(修編)（2010.03）；4、 福安市溪北洋隧道工程地質詳細勘察報告(2010年4月)；5、 福安市發(fā)展和改革局關于福安市溪北洋隧道工程初步設計的批復(安發(fā)改【2010】56號)。6、 福建省城鄉(xiāng)規(guī)劃設計研究院溪北洋新區(qū)規(guī)劃；7、 外業(yè)測量地形圖、橫縱地面線、地下管線和既有建筑物等資料；8、 業(yè)主的各種相關會議紀要、文件等。9、 國家現(xiàn)行的工程建設標準、設計規(guī)范和制圖標準。二、 設計范圍及設計內容本次設計為施工圖設計階段，全套文件共分三冊，第一冊內容為道路工程,共兩個分冊；第二冊內容為隧道工程，共四個分冊；第三冊內容為工程概算。本冊文件為第二冊第一分冊，設計內容為隧道土建及通風工程；設計范圍為：左線ZK0+213ZK2+670，全長2457米；右線YK0+228YK2+680，全長2452米。三、 采用的主要規(guī)范、標準1、 市政公用工程設計文件編制深度規(guī)定 2004年3月；2、 城市道路設計規(guī)范 CJJ3790；3、 公路工程技術標準 JTG B01-2003；4、 公路路線設計規(guī)范 JTG D20-2006；5、 公路隧道設計規(guī)范 JTG D702004；6、 鐵路隧道設計規(guī)范 TB10003-2005；7、 錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范 GB50086-2001；8、 鐵路隧道噴錨構筑法技術規(guī)范 TB10108-2002；9、 混凝土結構設計規(guī)范 GB500102002；10、 公路工程抗震設計規(guī)范 JTJ 004-89；11、 公路水泥混凝土路面設計規(guī)范 JTG D40-2002；12、 地下工程防水技術規(guī)范 GBJ50108-2008；13、 混凝土結構防火涂料 GA982005；14、 公路隧道通風照明設計規(guī)范 JTJ026.1-1999；15、 電力工程電纜設計規(guī)范 GB502172007；16、 低壓配電設計規(guī)范 GB50054-94；17、 室外排水設計規(guī)范 GB500142006；18、 室外給水設計規(guī)范 GB500132006；19、 城市排水工程規(guī)劃規(guī)范 GB50318-2000；20、 混凝土結構耐久性設計規(guī)范 GB/T50476-2008；四、 設計技術標準1、 設計基準期：100年2、 道路等級：城市級主干道；3、 設計車速：40km/h；4、 行車道寬度：23.5+20.58.0m；5、 抗震設防烈度：度，地震動峰值加速度0.05g,地震力反應譜特征周期0.35s；6、 縱坡：最大3%，最小0.3%；7、 隧道內行車道寬度：23.50+20.5=8.0m；8、 隧道限界凈高：5.0m，檢修道凈高：2.5m；9、 隧道左側檢修道寬度：1.0m，隧道右側人行道寬度：1.5m；10、 隧道總凈寬：3.52+0.52+1.0+1.510.5m（每座隧道）；11、 隧道緊急停車帶地段總凈寬：3.52+0.52+1.0+1.5+3.0（緊急停車帶寬）13.5m；12、 行人橫洞建筑限界：凈寬2m,凈高2.5m；13、 行車橫洞建筑限界：凈寬4.5m,凈高5.0m；14、 路面結構：混凝土路面；15、 路面荷載標準：BZZ-100；16、 結構物設計荷載：城市A級；17、 暴雨重現(xiàn)期：P=1年；18、 防洪標準：1/50；19、 防潮標準：1/100；20、 洞內衛(wèi)生標準：根據(jù)公路隧道通風照明設計規(guī)范(JTJ026.1-1999)，洞內一氧化碳(CO)允許濃度正常營運時為100ppm;發(fā)生事故(交通阻塞)時，短時間(20min)以內為300 ppm；洞內煙塵允許濃度正常時K0.0075m-1,發(fā)生事故時，短時間(20min)以內為K0.012m-1。 表1-1 隧道煙塵允許濃度K運營工況交通阻滯正常運營交通管制養(yǎng)護維修計算車速(km/h)102040隧道煙塵允許濃度K(m-1)0.00900.00900.0120.035稀釋空氣中異味：根椐本工程交通量和隧道規(guī)模的特點，隧道空間不間斷換氣頻率：隧道按每小時4次取值，同時保證隧道內換氣風速Vr2.5m/s。火災工況：火災時排煙風速按計算火災臨界風速Vr=2.71m/s取值。五、 工程建設規(guī)模本隧道工程結構型式主要由分離式隧道（含下穿寧武高速公路段）、小凈距隧道等組成，左、右線建設規(guī)模見表1-2所示。表1-2 工程建設規(guī)模表項目分界里程結構類型長度(m)總長度(m)左線ZK0+213ZK0+380下穿寧武高速公路段(分離式)1672457ZK0+380ZK2+460分離式隧道2080ZK2+460ZK2+657小凈距隧道197ZK2+657ZK2+670出洞口洞門段13右線YK0+228YK0+400下穿寧武高速公路段(分離式)1722452YK0+400YK2+467分離式隧道2067YK2+467YK2+667小凈距隧道200YK2+667YK2+680出洞口洞門段13第二章 工程建設條件一、 自然地理條件隧道區(qū)位于福安市城郊，坂中鄉(xiāng)亭兜村-溪潭鎮(zhèn)馬山村。測區(qū)氣候屬中亞熱帶季風濕潤氣候，四季分明，雨量充沛，干濕季明顯，年平均氣溫14.614.8C，最高氣溫在七月份，最低氣溫在元月份，年降水量19342055mm，79月為臺風、雷雨季節(jié)。夏季多偏南風，冬季多偏北風。區(qū)內地表水系屬富春溪水系，隧道區(qū)地表水系不發(fā)育，主要為隧道進口處山谷底小水溝溝水（勘察期間流量約1000m3/d）和里程約YK1+060處斜穿隧道軸線的小溪溝（勘察期間流量約200m3/d）。主要接受雨水或地下水的補給，水量受季節(jié)影響變化大。二、 地形地貌本區(qū)地處鷲峰山脈的東北端，隧道區(qū)穿越一山脊近東西向展布的山體，為高丘陵地貌，區(qū)內地形切割強烈。受氣候和自然條件的影響，區(qū)內植被發(fā)育一般，表部巖石風化強烈，基巖裸露不佳，僅在溝谷和地形切割強烈處見有零星露頭。區(qū)內殘坡積土體局部厚度較大，一般為2-3m，局部地段可達10.0m以上。三、 工程地質條件1、 巖土體類型及其工程特性區(qū)內地層較單一，隧道區(qū)下伏基巖大多為上侏羅統(tǒng)南園組（J3n）灰色英安質熔結凝灰?guī)r、流紋質凝灰熔巖，局部可見有淺肉紅色流紋斑巖和后期侵入的深灰色輝綠巖和花崗斑巖。凝灰熔巖巖層的流面產(chǎn)狀為大致19015。此外，地表大多分布有厚度不大（一般23m）的第四系坡殘積土層，路基路段局部表層分布有一定厚度的第四系沖洪積層?，F(xiàn)將各巖土體類型及其工程特性自上而下分述如下：-1素填土（Qme）：該層僅隧道出口路基路段的ZK7和洞身XK2鉆孔有揭露；ZK7孔素填土呈棕黃色、棕紅色、棕灰色，松散稍密，稍濕飽和，主要成份為砼，含少量粘性土、中粗砂、碎塊及磚瓦碎塊，堆填時間十年以上，已基本完成自重固結，揭露厚度為1.60m；XK02孔呈淺紅黃色，成份以上部以坡積粘土、塊石為主，下部以卵石、細砂為主，局部為新近堆填，經(jīng)系統(tǒng)壓實，壓實性一般，未完成自重固結，揭露厚度較大（11.50m）。地基承載力基本容許值80kPa。-1粉質粘土（Q4al+pl）：淺黃色、灰黃色，可塑，飽和，成分以粉粘粒及石英砂為主，粘韌性一般，干強度差，刀切面較粗糙，手捻有砂感，僅在局部少量的山間洼地或沖洪積階地分布。地基承載力基本容許值120kPa。-1坡積粘土（Qdl）：灰黃色、磚紅色，可塑，濕，主要成份為粉、粘粒，含少量礫、砂，切面光滑，粘性較強，局部含有約2035%的碎石。地基承載力基本容許值180kPa 。-2坡積碎石（Qdl）：灰色，中密密實，濕，成分以火山巖為主，顆粒級配差，粒徑約為1020cm為主，局部可達5080cm，含量大于50%，磨圓度差，呈棱角狀，骨架充填物為粘性土。地基承載力基本容許值300kPa 。-2殘積砂質粘性土（Qel）：灰黃色，硬塑-堅硬，飽和。母巖為凝灰?guī)r，組織結構已全部破壞，已完全風化成土狀，含有0.417.4%的石英礫，巖芯遇水易軟化。地基承載力基本容許值180-250 kPa。-5微風化輝綠巖（62）：深灰色，巖芯呈3050cm柱狀為主，節(jié)理裂隙不發(fā)育，巖石新鮮、較堅硬。細粒結構，粒徑小于1 mm，塊狀構造。礦物成分：輝石約占50%，斜長石約占50%。巖石中見極少量的斜長石，晶體粒徑12 mm，形成自形的稀疏斑晶。呈脈狀分布，地基承載力基本容許值2800Kpa。屬較堅硬巖，巖體完整程度為較完整。-1全風化熔結凝灰?guī)r（J3n）：灰黃色、褐黃色，組織結構已基本破壞，礦物中長石已基本風化成土狀，巖芯呈散體狀，手捏可散，巖芯遇水易軟化。地基承載力基本容許值350kPa。屬極軟巖，巖體完整程度為級破碎。-2散體狀強風化熔結凝灰?guī)r（J3n）：灰綠、灰黃、黃褐色，組織結構已大部份破壞，巖芯呈散體狀，手捏即散，巖芯遇水易軟化。本次勘察于隧道進、出口均有分布，揭露厚度0.6019.20m。地基承載力基本容許值450 kPa。屬極軟巖，巖體完整程度為級破碎。-3碎塊狀強風化熔結凝灰?guī)r（J3n）：灰綠色、黃褐色，組織結構已大部份破壞，巖芯呈碎塊狀短柱狀，錘擊易碎，風化不均。地基承載力基本容許值650 kPa。屬極軟巖，巖體完整程度為級破碎。-4中風化熔結凝灰?guī)r（J3n）：灰色、青灰色，凝灰熔巖結構，塊狀構造。巖石由火山晶屑及膠結物組成，火山晶屑約占60%，成碎屑狀，棱角尖銳；晶屑成分：石英約占15%，斜長石約占30%，鉀長石約占15%。膠結物由隱晶質狀長英質熔巖物質組成。巖質較新鮮、堅硬，節(jié)理裂隙發(fā)育，傾角呈60、8090，裂隙面見明顯的風化跡象。巖芯呈823cm短柱狀，局部呈碎塊狀，巖體較破碎。TCR=55883%，RQD=1578%。地基承載力基本容許值1500 kPa。屬較堅硬巖，巖體完整程度為較破碎。-5微風化熔結凝灰?guī)r（J3n）：灰色、青灰色，凝灰熔巖結構，塊狀構造。巖石由火山晶屑及膠結物組成，火山晶屑約占60%，成碎屑狀，棱角尖銳；晶屑成分：石英約占15%，斜長石約占30%，鉀長石約占15%。膠結物由隱晶質狀長英質熔巖物質組成。巖芯一般呈2065cm柱狀，局部長達180cm，巖質新鮮、堅硬，錘擊聲脆，節(jié)理裂隙發(fā)育差，局部見少量傾角7590裂隙發(fā)育，裂隙面見明顯的風化跡象。地基承載力基本容許值4000 kPa。屬堅硬巖，巖體完整程度為較破碎完整。-5微風化流紋斑巖（J3n）：肉紅色，巖芯一般呈825cm柱狀，節(jié)理裂隙較發(fā)育，傾角約傾角7590，裂隙面見明顯的風化跡象。巖石新鮮、堅硬，斑狀結構，流紋構造。礦物成分中斑晶約占20%，粒徑25mm，晶體自形-半自形。斑晶成分：鉀長石，肉紅色。基質由隱晶質長英質礦物組成；巖石中長石斑晶略成半流動狀排列。呈脈狀分布，地基承載力基本容許值3500 kPa。屬較堅硬巖，巖體完整程度為破碎。構造破碎帶（F）：帶內巖石強烈破碎、硅化、黃鐵化、高嶺土化或蝕變等，局部發(fā)育有構造角礫巖及構造透鏡體，斷裂面波狀起伏，發(fā)育有階步、擦痕等。節(jié)理裂隙密集帶：帶內巖石破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，風化顯著。蝕變帶：帶內巖芯具明顯的蝕變現(xiàn)象，巖質相對較軟，大多為綠泥石化、葉蠟石化、絹云母化。2、 地質構造及地震本區(qū)地處閩東火山斷拗帶西部的福鼎-云霄斷陷帶，受燕山期福安-南靖大斷裂帶的影響和制約，區(qū)內構造異常復雜，其構造形式主要表現(xiàn)為斷裂構造。區(qū)內的斷裂展布以北東和北西向為主，次為近東西向斷裂構造，沿北東和北西向斷裂及旁側常見有后期輝綠巖、花崗斑巖等侵入。根據(jù)本次地質調繪、鉆探及物探結果，隧道區(qū)附近的斷裂共有10條，其中北東和北北東向4條，北西向3條，近東西向3條，其位置及斷裂的特征、性質詳見表3，上述斷裂構造中F5、F8及 F15三條切割較深，規(guī)模相對較大，且與隧道呈小角度相交，主要表現(xiàn)為巖體破碎，導水性較好，局部見脈巖侵入，對隧道的圍巖級別影響較大；其余斷裂構造規(guī)?？傮w較小，主要表現(xiàn)為巖質風化強烈，巖體較為破碎，并見少量石英脈巖穿插，對隧道的圍巖級別影響相對較小。據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001）福建省區(qū)劃一覽表，本區(qū)地震基本烈度為VI度，地震動峰加速度為0.05g，地震動反應譜特征周期為0.35s。近期未發(fā)生過較大地震。3、 工程地質評價擬建隧道地處燕山期福安-南靖大斷裂的北端，次一級斷裂構造雖較發(fā)育，但均屬老構造，據(jù)區(qū)域地質資料，隧道區(qū)無發(fā)震斷裂和活動斷裂的分布，隧道區(qū)工程地質條件總體較為簡單，洞口處未發(fā)現(xiàn)滑坡、崩塌、泥石流等不良物理地質現(xiàn)象和地質災害。組成隧道的圍巖巖性主要為熔結凝灰?guī)r和凝灰熔巖，完整新鮮的微風巖屬堅硬巖，巖體的工程地質性能較好。但隧道區(qū)受斷裂構造的影響，部分地段節(jié)理裂隙發(fā)育，對隧道的穩(wěn)定性和圍巖類別產(chǎn)生影響，影響隧道區(qū)的工程地質因素主要有F5、F8及F15斷裂以及其次一級的北東和北北東走向的構造裂隙，它與隧道走向呈斜交或近垂直相交。其余走向的裂隙受上述構造的切割和斷移影響，使巖體的完整性和連續(xù)性遭到破壞，降低了巖石的力學強度，是產(chǎn)生隧道圍巖不穩(wěn)定的主要因素；與隧道平行或小角度相交的陡傾角裂隙則易引起側壁坍落，不同走向或不同傾向、傾角的裂隙相互切割，形成“入”字形結構，較易引起隧道頂板塌落，特別是傾角25的緩傾角裂隙，在被陡傾角及中等傾角裂隙切割時，或在裂隙發(fā)育密集地帶，是引起隧道洞室頂板冒落的主要因素。故隧道設計和施工時，應針對上述現(xiàn)象加以考慮。場地基本地震烈度為度，區(qū)域穩(wěn)定性較好。隧道區(qū)未發(fā)現(xiàn)影響隧道建設的滑坡、崩塌、泥石流等不良物理地質現(xiàn)象和地質災害，場地總體穩(wěn)定性較好，適宜隧道建設。(1) 洞口工程地質評價隧道進出口為殘坡積臺地，其上覆為殘坡積土層，下伏為凝灰熔巖，自然山坡坡度約20，地表水較發(fā)育，受F08構造影響，洞口穩(wěn)定性較差，以級圍巖為主；出口處上覆第四系殘坡積土層，穩(wěn)定性差，易塌，以級圍巖為主；建議加強洞門支護，仰坡和洞外邊坡建議采取臺式放坡（建議邊、仰坡的安全坡率：中風化巖1：0.301：0.50；強風化巖1：0.751：1.00；坡積土1：1.001.25），并采取防護措施。(2) 洞身工程地質評價1) 圍巖分級據(jù)鉆孔揭露巖體的堅硬程度（飽和單軸極限抗壓強度Rc）和巖體的完整程度（物探測井的巖體的完整性Kv)，隧道進出口圍巖以殘坡積土及全、強風化凝灰熔巖為主，為極軟巖，巖體破碎；洞身圍巖主要為中、微風化凝灰熔巖，局部少量為中、微風化輝綠巖及流紋斑巖，屬較硬巖堅硬巖，巖體較破碎較完整，根據(jù)公路隧道設計規(guī)范（JTG D70-2004）第3.6.5條：圍巖基本質量指標BQ值按式BQ=90+3Rc+250Kv計算，圍巖基本質量指標修正值BQ 按式BQ=BQ-100（K1+K2+K3）計算，式中的K1、K2、K3分別為地下水、主要軟弱結構面產(chǎn)狀、初始應力狀態(tài)修正系數(shù)，Kv、Rc通過實驗指標、綜合分析的基礎取值。極破碎的各類巖體及軟質巖、巖體破碎或構造破碎帶，其BQ值250，為級圍巖；較硬巖、巖體破碎較破碎，其BQ值250350，為級圍巖；較堅硬巖、巖體較完整，其BQ值350450，為級圍巖。根據(jù)上述的分析、計算結果本隧道進出口段圍巖級別以級為主，洞身圍巖級別主要為級，局部少量為級（詳見工程地質縱斷面圖）。2) 洞身工程地質評價洞身圍巖級別主要為級，對隧道開挖較為有利。但洞身斷層構造較發(fā)育，構造破碎帶、節(jié)理裂隙密集帶及其影響范圍內巖體較破碎，局部洞身及近進出口地段圍巖級別為V級，對洞頂?shù)姆€(wěn)定不利，在施工過程中易造成坍塌失穩(wěn)，應加強襯砌。洞身處地下水水位高程高于路面設計標高，水量受節(jié)理裂隙發(fā)育情況影響較大，特別是在構造破碎帶或節(jié)理裂隙密集帶及其影響的范圍內，地下水較豐富，對隧道的施工將帶來不利影響，應采取相應的止水或引排水措施，以防產(chǎn)生涌水現(xiàn)象發(fā)生。3) 隧道地應力評價隧道洞身最大埋深約390m，圍巖為硬質巖，巖體大多呈大塊狀體，節(jié)理裂隙發(fā)育差，巖體較完整-完整，不利于圍巖應力的釋放。本隧道地應力較高，發(fā)生巖爆的可能性較大，建議必要時進行地應力測試。4) 放射性及有害氣體危害性評價隧道圍巖為酸性火山熔巖、次火山巖及花崗斑巖，放射性背景值較高，可能存在放射性異常，對隧道施工的人身健康可能造成不利影響，建議必要時進行專門的放射性調查，并對隧道的放射性環(huán)境及其對工程施工的影響進行評價。本次勘察過程中，未發(fā)現(xiàn)隧道場區(qū)存在有毒、有害氣體或隱伏礦產(chǎn)現(xiàn)象。5) 隧道施工對環(huán)境的影響評價該隧道場區(qū)位于林區(qū)，無礦體（點）存在，無居民飲用水源點和工農(nóng)業(yè)用水水源，隧道位于當?shù)厍治g基準面之上，對周圍村落的生活用水基本無影響，對當?shù)剞r(nóng)、林業(yè)生產(chǎn)影響較小。隧道圍巖主要為微風化凝灰熔巖，巖石較堅硬，隧道棄碴可用于碎石料和片、塊石料。隧道施工中開挖的硐碴建議盡可能利用，余下的棄碴應在設計的棄碴場上堆放，并做好棄碴的攔護壩，以免破壞生態(tài)環(huán)境、造成水土流失或碴體溜坍。6) 超前預報本隧道為長隧道，最大埋深約390m，隧道洞身圍巖巖性較多，構造較發(fā)育，工程地質條件較復雜，局部地段地下水較發(fā)育，在施工中應對開挖面進行描述、觀測，并采用地質雷達、地震反射波法、紅外探水儀及水平鉆孔方法進行地質預報，并建議施工中采取動態(tài)設計，根據(jù)現(xiàn)場巖土觀測和地質預報成果，在地質條件變化較大地段相應調整隧道的開挖方法和圍巖支護措施。四、 水文地質條件1、 地表水隧道區(qū)溝谷深切，地表水系欠發(fā)育，主要為小山谷底溝水，其主要溪流地處隧道進口處，匯水面積較大，勘察期間流量約1000m3/d，另在里程約YK1+060處斜穿隧道軸線的小溪溝，勘察期間流量約200m3/d，豐水期間倍增，溪水枯水期主要來源于地下水的排泄，雨季則來源于大氣降水的補給，兩者在一定程度上具有互補關系。2、 地下水區(qū)內的地下水類型主要為基巖裂隙潛水，局部為基巖裂隙承壓水，地下水水量總體較為貧乏，屬弱-極弱的含水巖組，泉水流量0.1L/s。但由于區(qū)內斷裂構造較為發(fā)育，為地下水的補給、運移和富集提供了較好的空間條件，故斷裂破碎帶的旁側和節(jié)理裂隙密集帶的部位，地下水水量較為豐富，其富水性可達中等。區(qū)內地下水的補給、逕流和排泄條件受地表分水嶺的制約，以中部510.4485.5高地的北西向山嶺為界，構成東北部和西南部兩個相對獨立的水文地質單元。地下水的排泄區(qū)位于東北部的亭兜村和西南部的馬山村一帶的隧道進口和出口處，其余地段為地下水的補給、逕流區(qū)。影響隧道的充水斷裂主要為F08斷裂，該斷裂及旁側巖石極度破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，破碎帶最大寬度可達1215m，屬張扭性斷裂，導水性能相對較好，在隧道進口附近對隧道有一定的充水影響，故隧道設計和施工時應針對上述現(xiàn)象加以考慮。根據(jù)在SD7、XK2孔中分別進行3個落程的抽水試驗、在SD9孔進行注水試驗的結果，結合地區(qū)工程經(jīng)驗，綜合確定隧道區(qū)中、微風化巖圍巖的滲透系數(shù)K=0.020.04m/d，構造破碎帶的滲透系數(shù)K=0.1 m/d。隧道總涌水量計算：(1) 水均衡法：本次勘察隧道涌水量計算采用鐵路工程水文地質勘測規(guī)范，計算公式如下：Q=2.74*W*A式中：Q：涌水量（m3/d）：入滲系數(shù)，取經(jīng)驗值0.16（根據(jù)供水水文地質手冊表1-7-5）W：當?shù)啬昶骄涤炅?mm)，取寧德地區(qū)平均值：2000 mmA：匯水面積(Km2)：根據(jù)隧道區(qū)地形測算約2.4 Km2根據(jù)上述參數(shù)，估算隧道的涌水量（雙洞）：Q=2.74*W*A=2104（m3/d）(2) 分段計算法：本次勘察根據(jù)水文地質手冊進行估算隧道涌水量Q=1809（m3/d）。根據(jù)上述兩種方法進行估算隧道的涌水量，二者基本一致，表明估算過程中各參數(shù)的取值合理，建議隧道總的涌水量Q=2000（m3/d）。根據(jù)取水樣分析（具體分析結果詳見附表4），根據(jù)公路工程地質勘察規(guī)范（JTJ064-98）附錄D進行判定，地下水及地表水對砼均不具腐蝕性。第三章 主要工程材料隧道結構的工程材料根據(jù)結構類型、受力條件、使用要求和所處環(huán)境等因素選用，并考慮其經(jīng)濟性、可靠性和耐久性。一、 初期支護及超前支護1、 噴射混凝土必須采用濕噴工藝，除速凝劑外包括水在內的所有集料組分在送入噴射機前拌和制備完成，噴射混凝土應密實、飽滿、表面平順，其強度應達到設計要求。速凝劑必須采用無堿速凝劑,無堿的標準為含堿量小于1%濕噴混凝土，其物理力學性質見下表:表3-1 濕噴混凝土物理力學性質要求混凝土強度等級C25密度2200kg/m31d齡期抗壓強度5MPa彎曲抗壓強度13.5MPa抗拉強度1.3MPa彈性模量2.3104MPa與圍巖粘結強度(IV、級圍巖)0.5MPa2、 錨桿中空錨桿桿體抗拉力大于150KN，錨桿體延伸率大于10%；砂漿錨桿采用HRB335鋼，要求設置墊板（20200.6cm），墊板采用HPB235鋼。3、 鋼筋網(wǎng)：HPB235。4、 鋼架(含臨時支護)： I16、I18、I20a工字鋼架，格構拱架（主筋HRB335）。5、 鋼板、型鋼：Q235。6、 超前長管棚：1086.0熱軋無縫鋼管。7、 超前小導管、錨管：423.5熱軋無縫鋼管。 8、 超前和初期支護局部注漿：普通水泥單液漿，水泥-水玻璃雙液漿，水溶性聚氨酯漿液。二、 二次襯砌1、 拱部、邊墻及仰拱：采用C25防水鋼筋混凝土，要求抗?jié)B指標為S8，強度保證率95%，3d標準立方體抗壓強度達到設計指標的70%。 2、 隧底填充：C15混凝土，要求強度保證率95%，3d標準立方體抗壓強度達到設計指標的70%。3、 襯砌鋼筋：HRB335、HPB235。三、 溝槽身及蓋板1、 溝槽身：C25鋼筋混凝土或C25混凝土。2、 溝槽蓋板：C25鋼筋混凝土。四、 路面結構25cm厚C35水泥混凝土路面（抗彎拉強度5.0Mpa，彎拉彈性模量31Gpa），路面下不設基層和墊層，直接施作在隧底填充或隧道鋪底上。五、 洞門工程1、 洞門墻：C20混凝土。2、 洞門墻貼面：白色花崗巖。六、 幾種特殊材料技術性能要求1、 隧道施工縫用P-201超級止水材技術性能要求項 目單 位設計要求外觀/膠狀物密度g/cm21.380.10表干時間h24下垂度mm23拉伸強度Mpa0.3扯斷伸長率%500體積膨脹率%2002、 軟式透水管盲溝技術性能要求項 目單 位透 水 管 規(guī) 格50厚度mm1.78單位長度質量g/m290抗拉強度縱向N/20cm3000橫向N/20cm1100伸長率縱向%45橫向%30要求鋼線密度大于55圈/m，鋼線采用高碳磷酸防銹處理并外裹PVC。3、 HDPE雙壁打孔波紋管項 目單 位透 水 管 規(guī) 格外徑mm121.5內徑mm110.0管剛度KN/mm2110環(huán)剛度KN/mm28工作壓力Mpa0.254、 隧道用無紡土工布技術性能要求：規(guī) 格300g/m2項 目單 位技術指標要求單位面積質量g/m2標稱正負30厚 度mm2.1條帶拉伸抗拉強度(縱向)N/5cm485伸長率(縱向)%42抗拉強度(橫向)N/5cm330伸長率(橫向)%56梯形撕裂強度(縱向)N250梯形撕裂強度(橫向)N180圓球頂破(GBR)N800垂直向滲透系數(shù)cm/s0.32水平向滲透系數(shù)(20KPa)cm/s0.26水平向滲透系數(shù)(100KPa)cm/s0.15等效孔徑95mm0.25、 明洞用3mm厚雙面自粘橡膠瀝青防水板技術性能要求：胎基PY型號可溶物含量/m22900不透水性壓力，Mpa0.3保持時間，min30min，不透水耐熱度，80拉力 N/50mm，縱向450橫向斷裂延伸率%，縱向40橫向撕裂強度N縱向350橫向低溫柔度，-30剪貼性能N/mm卷材與卷材4.0或粘合面外撕裂卷材與鋁板剝離性能N/mm卷材與鋁板1.5或粘合面外撕裂與水泥砂漿粘結強度N/mm剪貼性能6.0或粘合面外撕裂剝離性能2.0或粘合面外撕裂6、 防火涂料主要技術指標要求檢測項目檢驗依據(jù)技術指標要求耐火性能涂層厚度，mmGA 98-2005202耐火極限，h2.0h在容器中的狀態(tài)GA 98-2005經(jīng)攪拌后呈均勻稠厚流體，無結塊干燥時間，表干，hGA 98-200524粘結強度，MPaGA 98-20050.1密度，kg/m3GA 98-2005800耐水性，hGA 98-2005經(jīng)720h試驗后，涂層不開裂、起層、脫層，允許輕微發(fā)脹和變色耐酸性，hGA 98-2005經(jīng)360h試驗后，涂層不開裂、起層、脫層，允許輕微發(fā)脹和變色耐堿性，hGA 98-2005經(jīng)360h試驗后，涂層不開裂、起層、脫層，允許輕微發(fā)脹和變色耐凍融循環(huán)試驗，次GA 98-2005經(jīng)15次試驗后，涂層不開裂、起層、脫落、變色耐濕熱性，hGA 98-2005經(jīng)720 h試驗后，涂層不開裂、起層、脫落、變色7、 復合防水層：1.5mm厚PVC+300g/m2無紡布，防水板采用PVC（P）型，要求拉伸強度大于16.0MPa，斷裂伸長率大于250%，其他指標按國標GB12952-2003。8、 遇水膨脹橡膠技術指標：要求采用PZ-250指標。拉伸強度3.5 Mpa，扯斷伸長率450%，體積膨脹倍率250%。9、 焊條：HPB235、 HRB335級鋼筋及Q235鋼的焊接均采用E43系列型焊條。第四章 隧道總體布置一、 平面設計平面設計主要考慮隧道的洞口位置選擇、隧道線間距及其接線過渡順暢。考慮隧道線間距對隧道施工安全性及經(jīng)濟性的影響，并結合已建成隧道的成功經(jīng)驗，主要以富春大道設計終點、溪北洋片區(qū)規(guī)劃道路網(wǎng)主干道控制點。確定本隧道一般地段中心線間距按30米控制。線路起點與富春大道交叉，終點與溪北洋片區(qū)規(guī)劃主干道交叉。隧道左線全長：2457米，右線全長2452米。左線：隧道進口樁號為ZK0213.00，出口樁號為ZK2670.00。隧道內共設1個交點，在ZK2+144.052設置R=1235.00左轉曲線。右線：隧道進口樁號為YK0228.00，出口樁號為YK2+680.00。隧道內共設1個交點，在YK2+114.295設置R=1265.00m左轉曲線。二、 縱斷面設計隧道內縱面線形考慮與兩端線路的銜接、行車安全性、營運通風及排水要求等，隧道縱坡不應小于0.3%，亦不應大于3.0%。隧道洞內設置人字形縱坡，隧道左線采用2的縱坡進隧道，于ZK0+542改以0.3%的縱坡直至隧道出口；隧道右線采用2的縱坡進隧道，于YK0+542改以0.3%的縱坡直至隧道出口。第五章 隧道主體工程設計一、 隧道建筑限界及內輪廓1、 隧道建筑限界依據(jù)公路隧道設計規(guī)范（JTG D702004），綜合考慮本隧道道路性質、功能定位、服務車型、設計車速、通行能力和交通安全，推薦車行道寬度為23.50m+0.5m2=8m，建筑限界擬定如下：隧道凈高度：5.0m；車行道寬度：23.50+0.528.0m； 檢修道及人行道寬度：1.0（左）+1.5（右）2.5m；側向寬度：20.51.0m；隧道總凈寬：3.52+0.52+1.0+1.510.5m（每座隧道）。隧道緊急停車帶地段總凈寬：3.52+0.52+1.0+1.5+3.0（緊急停車帶寬）13.5m；行人橫洞建筑限界：凈寬2m；凈高2.5m；行車橫洞建筑限界：凈寬4.5m；凈高5.0m；2、 隧道內輪廓隧道內輪廓是依據(jù)隧道建筑限界加上設備安裝空間及必須的安全間距設置，本工程按兩側預留10cm的裝修空間，通風設施、照明、監(jiān)控等布置在上部隧道建筑限界以外，各種管線、電纜設在下部溝槽之中，設計中考慮結構受力條件等因素，采用三心圓拱形內輪廓。二、 結構設計1、 明洞工程設計(1) 結構設計原則1) 結構設計應該符合總體設計要求，結構應在滿足施工、使用、抗震、防排水和城市規(guī)劃要求的同時，具有足夠的耐久性，以滿足使用期需要。2) 結構斷面內凈空應根據(jù)隧道建筑限界、地質條件、結構受力及施工條件進行設計，并考慮裝飾、運營設施安裝、以及因沉降及變形等所需的空間。3) 結構設計應滿足結構裂縫寬度要求，結構最大允許裂縫開展寬度：0.2mm。4) 結構按地震烈度度進行抗震設計。5) 結構防水設計應滿足地下工程防水技術規(guī)范（GB501082001）的有關要求，遵循“以防為主、剛柔并濟、因地制宜、綜合治理”的原則。確立鋼筋混凝土結構自防水體系，即以混凝土結構自防水為根本，以接頭防水為重點，輔以頂部或整體附加防水層加強防水的多道防線，綜合治理的體系。(2) 結構設計1) 結構型式根據(jù)國內工程情況，明洞結構型式主要有拱形結構和箱形結構。其中拱形結構受力比較合理，結構尺寸相對較小，全隧道內凈空一致，有利于明暗洞順接及通風排煙。矩形結構則有結構空間小，布置合理，空間利用率高的特點。從全隧道內凈空一致，利于明暗洞順接考慮，本設計在出洞口側洞口段均采用拱形明洞斷面結構型式。2) 結構尺寸的擬定a、 計算荷載結構計算荷載類型和計算取值按結構荷載表采用。結構設計時應根據(jù)結構類型，按結構整體和單個構件可能出現(xiàn)的最不利情況進行組合，結構按荷載效應的基本組合和偶然組合進行檢算；正常使用極限狀態(tài)按荷載效應的標準組合、準永久組合進行檢算。并考慮施工過程中荷載變化情況分階段計算。 表5-1 結構荷載表荷載類型荷載名稱荷載計算及取值永久作用結構自重按構件實際重量計算。豎向地層土壓力按計算截面以上的全部土柱重量計；側向地層土壓力主、被動土壓力按朗金土壓力公式計算。靜水壓力及水反力按最不利地下水位計算靜水壓力及反力?；炷潦湛s及徐變影響力混凝土收縮的影響按降低溫度的方法計算，對整體澆筑的鋼筋混凝土結構按相當于降低溫度15。其它可變作用施工荷載施工機具、地面堆材料堆載按20kPa考慮。其他外加力按實際情況計。溫度荷載使用階段溫度變化按正負15考慮。施工期間按混凝土內部峰值溫度考慮。偶然作用地震作用按抗震設防烈度度考慮。b、 結構主要尺寸的擬定結構尺寸根據(jù)工程地質、水文地質條件、施工方法、明洞埋深、明洞跨度和周圍環(huán)境等實際工作條件，結構計算采用ANSYS軟件，采用結構-荷載模式。荷載類型和計算取值按結構荷載表采用，荷載按結構整體和單個構件可能出現(xiàn)的最不利情況進行組合，并考慮施工過程中荷載變化情況分階段計算。結構按荷載效應的基本組合和偶然組合進行檢算；正常使用極限狀態(tài)按荷載效應的標準組合、準永久組合進行檢算。根據(jù)結構計算結果擬定明洞主要構件均為模筑60cm厚C25防水鋼筋混凝土。2、 暗挖隧道結構設計(1) 設計原則1) 充分借鑒國內已建或擬建城市隧道的成果和經(jīng)驗，以人為本，注重完善交通功能，確保主體結構安全可靠，使工程美觀、實用。2) 隧道結構設計根據(jù)結構類型、使用條件、荷載特性、施工工藝等條件進行，并考慮隧道工程地質、水文地質、總體規(guī)劃要求、環(huán)境條件，對技術、經(jīng)濟、環(huán)保和使用效果作綜合比較，合理地選擇結構型式和施工方法，達到技術先進，安全可靠，經(jīng)濟合理，工藝簡便的設計要求。3) 隧道結構按抗震設防烈度度設計，采取相應的構造措施，以提高結構的整體抗震能力。4) 隧道工程按設計使用年限為100年進行耐久性設計，在經(jīng)濟合理的前提下，滿足現(xiàn)行的混凝土結構防腐蝕技術規(guī)范和城市道路設計規(guī)范中的有關規(guī)定。5) 盡可能采用技術成熟、降低施工難度、加快施工進度的設計，合理組織施工及施工期間的交通組織。6) 結構須進行抗裂和裂縫開展寬度驗算，裂縫開展寬度 0.2mm。7) 隧道安全等級：一級。8) 隧道結構一般不設變形縫，僅在地層和結構有較大變化處設置。9) 隧道采用信息化設計，須建立嚴格的監(jiān)控量測制度。10) 注重工程的可實施性，設計時盡可能考慮施工的要求，加強施工階段的設計服務。11) 采用的新技術、新工藝和新材料，既要經(jīng)濟合理，安全可靠，又要適合本工程的建設特點。(2) 襯砌形式及支護參數(shù)隧道結構設計按新奧法原理進行，采用復合式襯砌。初期支護由噴混凝土、錨桿及鋼筋網(wǎng)組成，并輔以鋼架、管棚等支護措施，充分調動和發(fā)揮圍巖的自承能力，在監(jiān)控量測信息指導下施作二次襯砌。復合式襯砌的各項支護參數(shù)系根據(jù)隧道的埋置深度、圍巖級別、跨度及受力特征，參照有關規(guī)范及國內經(jīng)驗擬定。設計中已考慮了圍巖的預留變形量，其數(shù)值為：級圍巖3cm、級圍巖7cm、級圍巖10cm；緊急停車帶級圍巖10cm；施工誤差5cm。超挖回填計算原則：、級圍巖拱部15cm，邊墻及底部10cm；、級圍巖拱、墻及仰拱15cm。表5-2 分離式隧道復合式襯砌設計參數(shù) 支護參數(shù) 圍巖級別初期支護二次襯砌錨桿鋼筋網(wǎng)噴射混凝土鋼拱架下穿寧武高速公路級圍巖段22砂漿錨桿L=3.5m10075cm雙層6.5鋼筋網(wǎng)2020cmC25噴射混凝土厚26cm拱墻、仰拱I20a工字鋼間距75cm拱墻55cm仰拱55cm下穿寧武高速公路級圍巖段22砂漿錨桿L=3.5m100100cm6.5鋼筋網(wǎng)2020cmC25噴射混凝土厚24cm拱墻、仰拱I18工字鋼間距100cm拱墻50cm仰拱50cm級圍巖（深埋）22砂漿錨桿L=3.5m100100cm6.5鋼筋網(wǎng)2020cmC25噴射混凝土厚24cm拱墻、仰拱I18工字鋼間距100cm拱墻45cm仰拱45cm級圍巖22砂漿錨桿L=3.0m100120cm6.5鋼筋網(wǎng)2020cmC25噴射混凝土厚22cm拱墻22格柵鋼架 間距120cm拱墻40cm仰拱40cm級圍巖18砂漿錨桿L=2.5m 120120cm6.5鋼筋網(wǎng)2020cm局部C25噴射混凝土厚12cm/拱墻35cm級圍巖18砂漿錨桿L=2.5m 局部/C25噴射混凝土厚8cm/拱墻30cm緊急停車帶級圍巖18砂漿錨桿L=3.0m 局部6.5鋼筋網(wǎng)2020cm局部C25噴射混凝土厚10cm/拱墻40cm注：表中二次襯砌帶“”為C25防水鋼筋混凝土，其余為C25防水素混凝土。表5-3 小凈距隧道復合式襯砌設計參數(shù) 支護參數(shù) 圍巖級別初期支護二次襯砌錨桿鋼筋網(wǎng)噴射混凝土鋼拱架洞口級圍巖加強段(淺埋)22砂漿錨桿L=4m8060cm雙層6.5鋼筋網(wǎng)2020cmC25噴射混凝土厚26cm拱墻、仰拱I20a工字鋼間距60cm拱墻50cm仰拱50cm級圍巖(深埋)22砂漿錨桿L=4m10080cm6.5鋼筋網(wǎng)2020cmC25噴射混凝土厚24cm拱墻、仰拱I18工字鋼間距80cm拱墻50cm仰拱50cm注：a、表中二次襯砌帶“”為C25防水鋼筋混凝土。 b、上表支護參數(shù)適用于左右洞凈距為5.1m10m的小凈距隧道；凈距小于6米段增設423.5mm小導管注漿加固中間巖柱。c、凈間距大于10m且小于規(guī)范間距的隧道通過爆破、施工工序及監(jiān)控量測等進行控制，其相應的支護參數(shù)按分離式隧道設計。(3) 輔助施工措施：1) 暗挖隧道進出口段均采用超前長管棚（L=40m）預注漿加固，進口段初期支護采用I20a工字鋼架加強，縱向間距0.75m，施工采用CD法；出口段初期支護采用I20a工字鋼架加強，縱向間距0.6m，施工采用CD法。2) 下穿寧武高速公路級圍巖段采用超前小導管(環(huán)向間距30cm)預注漿加固，初期支護采用I20a工字鋼架加強，縱向間距0.75m，施工CD法。3) 下穿寧武高速公路級圍巖段采用超前小導管(環(huán)向間距30cm)預注漿加固，初期支護采用I18工字鋼架加強，縱向間距1.0m，施工超短臺階法。4) 小凈距隧道洞口級圍巖加強段(淺埋)采用超前小導管(環(huán)向間距40cm)預注漿加固，初期支護采用I20a工字鋼架加強，縱向間距0.6m，施工CD法。5) 小凈距隧道級圍巖段(深埋)采用超前小導管(環(huán)向間距40cm)預注漿加固，初期支護采用I18工字鋼架加強，縱向間距0.8m，施工CD法。6) 分離式隧道級圍巖深埋地段采用超前小導管(環(huán)向間距40cm)預注漿加固，初期支護采用I18工字鋼架加強，縱向間距1.0m，施工采用超短臺階法。7) 分離式隧道級圍巖地段采用超前錨桿(環(huán)向間距40cm)預加固，初期支護采用格柵鋼架加強，縱向間距1.2m，施工采用短臺階法。8) 隧道緊急停車帶級圍巖段，施工采用臺階法。9) 分離式隧道洞身、級圍巖段采用全斷面法。三、 隧道洞門設計1、 洞門設計原則(1) 按照“早進洞、晚出洞” 的原則確定洞口位置，確保邊坡和仰坡的穩(wěn)定。(2) 綜合考慮洞口地形、地質、植被、洞口排水、邊仰坡穩(wěn)定等因素確定洞門型式。2、 洞門設計綜合考慮洞口地形、地質、植被、洞口排水、邊仰坡穩(wěn)定、周邊道路、道路接線長度、截洪水渠建筑物等因素，隧道進口采用端墻式洞門，左右洞門呈錯位排列；隧道出口采用削竹式洞門，洞門墻面呈斜向伸展，與山體形成斜向的銜接角度。洞口邊仰坡主要采用噴射混凝土及植草防護，明洞回填坡面盡可能與原坡面銜接順適。隧道洞頂設置截水天溝，仰坡開挖線5m外設置截水溝。四、 隧道路面設計1、 路面設計采用25cm厚C35水泥混凝土路面（抗彎拉強度5.0Mpa，彎拉彈性模量31Gpa。），路面下不設基層和墊層，直接施作在隧底填充或隧道鋪底上。2、 隧道兩端洞口設置脹縫，與脹縫相鄰的3道橫縫設置傳力桿；全隧道路面縱縫設置拉桿。3、 隧道兩端洞口脹縫處設滑動傳力桿。五、 隧道防排水設計1、 明洞防排水設計(1) 防水設計原則1) 防水設計遵循“以防為主、剛柔并濟、因地制宜、綜合治理”的原則。2) 確立鋼筋混凝土結構自防水體系，即以混凝土結構自防水為根本，以接頭防水為重點，輔以頂部或整體附加防水層加強防水的多道防線，綜合治理的體系。(2) 防水設計采用的主要規(guī)范和防水等級1) 采